Русско-английский гидрогеоэкологический словарь

Тут у меня недавно спрашивали, где достать упомянутый мною гидргеологический англо-русский словарь. Я в ответ написал, что про существование такого не слышал. Однако, добрые люди указали мне на оплошность и прислали таки русско-английский гидрогеоэкологический словарь. Не англо-русский, конечно, но всяко лучше, чем ничего. Он немного неудобен в использовании — там все внутренние ссылки ведут на внешний сервер, который сейчас недоступен, я в ближайшее время это исправлю, а пока качайте как есть.

Негосударственная экспертиза проектной документации и результатовинженерных изысканий

Процитирую новость с Портала проектировщиков:

С 1 апреля 2012 года вступили в силу изменения, внесенные Федеральным Законом РФ от 28.11.2011 N 337-ФЗ.

Данные изменения касаются введения негосударственной экспертизы проектной документации и результатов инженерных изысканий как альтернативы государственной экспертизе. При этом предусмотрено, что только государственной экспертизе подлежит проектная документация объектов:

• строительство, реконструкцию, капитальный ремонт которых предполагается осуществлять на территориях посольств, консульств и представительств Российской Федерации за рубежом, в исключительной экономической зоне Российской Федерации, на континентальном шельфе Российской Федерации, во внутренних морских водах, в территориальном море Российской Федерации, объектов обороны и безопасности, иных объектов, сведения о которых составляют государственную тайну, автомобильных дорог федерального значения, объектов культурного наследия (памятников истории и культуры) федерального значения (при проведении капитального ремонта в целях их сохранения), особо опасных, технически сложных и уникальных объектов, объектов, связанных с размещением отходов I-IV классов опасности;
• строительство, реконструкцию, капитальный ремонт которых планируется осуществлять на особо охраняемых природных территориях;
• финансируемых за счет бюджетных средств.

Вводится запрет для органов государственной власти и подведомственных им учреждений, проводящих государственную экспертизу, на проектирование. Также запрещается проводить негосударственную экспертизу тем же органам, которые разрабатывали проектную документацию, представленную на негосударственную экспертизу. Нарушение данного запрета влечет за собой аннулирование аккредитации на право проведения негосударственной экспертизы.

Негосударственные эксперты подлежат аттестации.

Установлен срок для обжалования заключения экспертизы - 3 года в комиссию при Минрегионе РФ. Также возможно судебное обжалование решения данной комиссии.

Устанавливается требование к организации, проводящей негосударственную экспертизу, о наличии аккредитации и не менее 8 работников по основному месту работы, аттестованных на право проведения экспертизы проектной документации и (или) результатов инженерных изысканий. Аттестация экспертов осуществляется экспертно-квалификационной комиссией в порядке, установленном Министерством регионального развития Российской Федерации.

Введена норма о создании государственных реестров физических и юридических лиц, осуществляющих экспертизу. Срок действия квалификационного аттестата составляет 5 лет. Минрегион ведет реестр экспертов. Он общедоступен, должен размещаться в Интернете.

В перечень документов для выдачи разрешения на строительство внесен пункт, касающийся предоставления копии свидетельства об аккредитации юридического лица, проводившего негосударственную экспертизу.

Ну что тут можно сказать. С одной стороны, новость конечно замечательная, негосударственная экспертиза — первый шаг к добровольной экспертизе и ответственному бизнесу, а с другой, страшно представить какая вакханалия может начаться пока все это устаканится.

И еще разок о граничных условиях

Наткнулся на замечательную статью на сайте USGS (это уже становится традицией, не находите) о граничных условиях в геофильтрационном моделировании: System and Boundary Conceptualization in Ground-Water Flow Simulation — там внизу найдете ссылку на 3-меговую pdf-ку. С удивлением узнал, что разделение граничных условий по родам имеет место и в англоязычной литературе. Раньше мне это как-то в глаза не бросалось.

Как ускорить работу MapInfo

Думаю, для тех, кто много работает с этой программой, мой следующий совет новостью не станет, хотя лично я о этой функции частенько забываю. Так вот, если вы заметили, что MapInfo начал ни с того ни с сего заметно подтормаживать в процессе отрисовки карты при зуммировании или перетаскивании, то вам поможет функция Table\Maintenance\Pack Table, «натравленная» на самые большие открытые таблицы. Скорость работы возрастает на порядки. Не забудьте предварительно сохранить все таблицы и рабочее пространство (особенно его, т.к. в процессе «упаковки» таблицы будут закрыты).

Сертификат соответствия для Modflow

Есть у наших доблестных экспертов и представителей СРО такой пунктик: требовать от гидрогеологов сертификат соответствия и лицензию на расчетные программы. Вообще, согласно нашему законодательству, сертификация программных средств является добровольной и экспертам рекомендовано интересоваться наличием этих самых сертификатов соответствия. Насколько я помню, из всей массы программ для геофильтрационного моделирования сертификат есть только у Geolink ModTech, да и то не факт, что он до сих пор действителен. Modflow, являясь некоммерческой разработкой Геологической Службы США, такой сертификации не проходил. Кроме того, почему-то сертифицируют у нас не сам расчетный модуль (что было бы логично), а т.н. пре- и постпроцессоры. Вот, две полезные ссылки по теме:

1. http://csert.ru/doc/r3.htm
2. http://csert.ru/doc/letter.htm

Так что же делать, если эксперт требует этот несчастный сертификат. Первым делом — насторожиться, поскольку по моему личному опыту такой вопрос чаще всего возникает в случаях, когда эксперту поручено «зарезать» отчет. В качестве отписки могу лишь посоветовать отправить эксперту нижеследующий текст — иногда срабатывает. А вот что делать, если в уставе СРО прописано обязательное использование исключительно сертифицированных программных средств, я не знаю.

Справка об используемых программных средствах

В настоящее время наиболее разработанными и широко используемыми во всем мире для решения задач связанных с моделированием движения подземных вод являются программа MODFLOW и связанные с ней программы MODPATH, MT3DMS,PEST и некоторые другие. Начало разработки этого пакета программ положено более 20 лет и в настоящее время он является наиболее оттестированным и надежным. MODFLOW и связанные с ней программы фактически являются мировым стандартом для решения задач фильтрации и массопереноса. Большая часть задач, связанных с поземной гидросферой, решается на основе использования этих моделей. При порождении международных экспертиз часто требованием экспертов является именно использование этих программ.
В США MT3D и MODFLOW рекомендуются к использованию Агентством окружающей среды и Геологической службой. На сайтах этих организаций представлены тестовые примеры, подтверждающие правильность результатов расчетов, выполненных с помощью MODFLOW и связанных с ней программ.
Согласно Федеральному закону от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ «О техническом регулировании»: сертификация делится на обязательную и добровольную. Программные средства для гидрогеологических расчетов не включены «Перечень продукции, подлежащей обязательной сертификации». Таким образом, сертификация таких программ является добровольной.
В России MODFLOW и связанные с ней программы широко применяются в таких уважаемых организациях как: ГИДЭК, МГУ, СПГУ, НИИ ВОДГЕО, Гидропроект и многих других. Для подготовки данных и визуализации результатов расчетов при использовании MODFLOW и связанных с ней программ в нашей организации используется следующее программное обеспечение:

• PMWIN 5.1 — распространяется бесплатно.
• ModelMuse 2.13.0.0 — распространяется бесплатно.

Что же касается лицензий на дорогостоящие программные комплексы типа PMWIN 8.0, Visual MODFLOW, GMS и т.п., то все что я могу посоветовать — это купить их. Других вариантов у меня нет.

Важное дополнение! На сайте сертификационного центра выложен список сертифицированных программ: http://csert.ru/list.php. Вот цитата из него:

Обозначение программной продукции	Название программной продукции	№ сертификата соответствия и срок его действия.	Нормативные документы, на соответствие которым выдан сертификат соответствия
Подкласс 2.41. Защита от опасных геофизических воздействий.
Программа PMWIN. Версия 5.3	Геофильтрационные и геомиграционные расчеты на основе численных методов конечных элементов.	РОСС RU.СП15.Н00551 (28.11.2012 – 27.11.2014)	СНиП 2.04.02-84*, СНиП 22-02-2003, СП 116.13330.2012 (СНиП 22-02-2003), СНиП 2.06.15-85

Таким образом, у одной из версий PMWIN (древней, но к счастью бесплатной) таки есть сертификат. Осталось раздобыть где-нибудь его копию, дабы от экспертов отвязаться раз и навсегда.

Расчет самозатопления карьера

Решил поделиться одной своей наработкой из области горной гидрогеологии. Заранее оговорюсь: этот подход совершенно неуниверсален и крайне маловероятно, что получится его применить еще где-нибудь.

Постановка задачи:

Есть карьер, расположенный склоне небольшой горы (высотой примерно 800 метров). Глубина карьера составляет 550 м (абсолютная отметка дна карьера равна 410 м). Под горой протекает река с абсолютной отметкой уреза — 450 м. Расстояние от карьера до реки в среднем составляет 80 м. Периметр подгорной части карьера равен 100 м. Особенности рельефа нагорной части позволяют утверждать, что все атмосферные осадки в пределах области водосбора за вычетом испарения будут поступать только в карьер при любом уровне воды в нем. Области подземного и поверхностного водосбора совпадают. Водоупор находится на глубине 550 м и что важно — рельеф его кровли полностью повторяет рельеф поверхности.

Задача:

Надо посчитать за какой срок после окончания разработки и процедур осушения карьер наполнится водой и до какой отметки.

Решение:

Ну, с водопритоком с нагорной части все понятно:

Q_n=\left (\omega -\varphi \right )\cdot S...(1)
где:

• ω – среднегодовые атмосферные осадки;
• φ – испарение;
• S – площадь водосбора.

Воде на склоне некуда деваться и она либо поверхностным, либо подземным стоком неминуемо притечет в карьер. Чтоб увязать Q_n и q₁ из рисунка — надо разделить Q_n на периметр нагорной части карьера, но для расчета это не нужно.

Водоприток с подгорной части происходит за счет фильтрации подземных вод в/из реки. Приток (отток) подземных вод связан с уровнем воды в реке следующим выражением (при отсутствии поверхностнго стока, см. рисунок):

q_2=k\frac{h_{0}+h_{L}}{2}\cdot\frac{H_0-H_L}{L}-\frac{b(\omega -\varphi )}{2}L...(2)
где:

• q₂ – удельный расход потока;
• k – коэффициент фильтрации;
• h₀ – мощность потока вблизи карьера;
• h_L – мощность потока вблизи ручья;
• H₀ – уровень воды в карьере;
• H_L – уровень воды в ручье;
• L – расстояние между карьером и ручьем;
• b – коэффициент стока.

В данном выражении я увязал вместе две известных зависимости для фильтрации между двумя разноуровенными водоемами: при наклонном водоупоре и при наличии инфильтрации.

Формула приведена для расчета удельного расхода потока, для получения величины водопритока (Q_p) в карьер удельный расход должен быть умножен на периметр подгорной части карьера (P):

Q_p=q \cdot P...(3)

Дальше, казалось бы, задача превращается в очевидную: приравнять выражения (1) и (2) с учетом (3), но увы, тут нас ждет подвох. Дело в том, что выражении (2) присутствует величина H₀ (уровень воды в карьере), которая вообще-то зависит от объема притекшей на заданный момент времени воды в карьер, т.е. эта величина динамически изменяется в зависимости от текущего соотношения Q_p и Q_n. К тому же h₀ ( мощность потока вблизи карьера) равна в нашем безнапорном случае:

h_0 = H_0 - H_v...(4)
где:

• H_v – абсолютная отметка кровли водоупора на краю карьера, обращенном к реке;

Таким образом, мы приходим к классической ситуации: расход зависит от напора, а напор от расхода. Решение я опущу в силу его громоздкости, но поясню суть (если кому интересно, xls-ку можно скачать по ссылке: drive.google.com..., только не просите меня объяснить, как оно работает). Основные положения:

1. Зависимость уровня от объема поступившей воды — ступенчатая, в силу ступенчатости бортов карьера (на рисунке этого не видно, я поленился рисовать уступы).
2. Между «ступеньками» эта зависимость — линейная. Ну, тоже понятно, борта уступов почти линейны и имеют небольшой наклон. Тут я просто вытряс из проектировщиков объемы карьера на заданных отметках (кромках уступов) — предложил было аппроксимировать борт карьера усеченным конусом, но получил по рогам.
3. Выбираем шаг по времени Δt.
4. По формулам (1) и (2,3) считаем объем воды (Q_n + Q_p), поступивший в карьер к моменту времени Δt.
5. По выявленной ранее зависимости уровня воды в карьере от объема поступившей в него воды получаем новый уровень H₀.
6. Считаем водоприток, подставляя в выражение (2) уже новое значение H₀. Объем поступившей воды в карьер соответствует моменту времени 2Δt.
7. Повторяем последние два пункта пока не достигнем «стационара», т.е. до того момента, пока водоприток в нагорной части не уравняется с оттоком в сторону реки. Получаем искомую равновесную отметку воды в карьере и момент времени nΔt, когда произошло это радостное событие.
8. Попутно отмечаем момент, когда q₂ в выражении (2) меняет знак, т.е. подземный приток от реки сменяется на отток.

Краткий итог:

• Насколько я знаю, такая схема называется явной. Очевидно, она чувствительна к выбору шага по времени Δt.
• Важно помнить, что равновесный уровень воды в карьере теоретически может оказаться выше нижней кромки карьера, т.е. вода просто начнет переливаться через край и уйдет в реку поверхностным стоком (у меня на одном из карьеров так и случилось), и тут возникает большая неприятность с величиной ω-φ, но учитывать еще и это мне показалось совсем уж крохоборством.
• А еще там периметр P зависит от H₀ (при подъеме уровня в образующемся озере, очевидно, растет и его периметр) — это я тоже не стал учитывать, а вообще следовало бы т.к. результат оказался очень чувствителен к этому параметру.
• Этот нехитрый расчет вроде бы не очень сложно запихнуть в тот же MODFLOW, но я пока не обдумывал детали — наверняка всплывет какая-нибудь заковыка.

Вот и все. Если что непонятно — спрашивайте. Заметили ошибки — ругайте.

О языках

Уважаемые начинающие гидрогеологи-моделисты и им сочувствующие, всеми святыми заклинаю вас — учите английский язык. Без него вы гарантированно не состоитесь, как специалисты. К величайшему сожалению, отечественная школа геогидродинамики (одним из маленьких разделов которой и является фильтрационное моделирование) умерла вместе с Мироненко и Шестаковым. Но, как говорили классики, «заграница нам поможет»! Вы не представляете, сколько интересных статей публикуется в англоязычной научной периодике — у нас даже в лучшие годы не было и 10% от этого объема. А ныне и говорить даже не хочется. А как невообразимо прекрасны гидрогеологические группы в LinkedIn — но этом я уже говорил. Они закрыты, поэтому ссылку давать бестолку: ищите в поиске по запросу "MODFLOW","Groundwater Modeling", "Hydrogeology" и т.п.
Так что не надо спрашивать у меня ссылку на русское руководство к Modflow — даже если бы знал, не сказал. Учите язык. К счастью, гидрогеологический англо-русский словарь весьма прост в освоении.

Wanted: горные гидрогеологи

Уважаемые читатели моего блога, если среди вас присутствуют горные гидрогеологи или вы, паче чаяния знакомы с такими специалистами, убедительная просьба: свяжитесь со мной в комментариях к этой записи или по емейлу: water+blog@alick.ru. Есть несколько вопросов и возможно предложение о сотрудничестве.